早期海洋想象圖
(資料圖片僅供參考)
《地球的故事》 羅伯特·哈森 著 劉小鷗 譯 中信出版集團(tuán)
1968年,宇航員在繞月軌道上拍攝的“地出”是20世紀(jì)最引人注目的照片之一。我們很早以前就知道,我們生活的世界是多么寶貴,又多么特別。地球是已知的行星中唯一擁有水組成的海洋的,它還有一個(gè)富含氧氣的大氣層,并誕生了生命。即便如此,我們中的很多人都沒有做好準(zhǔn)備,面對荒蕪的月球表面、宇宙中了無生氣的黑色虛空和我們的藍(lán)白色星球之間的巨大反差。從那個(gè)獨(dú)具優(yōu)勢的遙遠(yuǎn)的視角上看,地球顯得孤獨(dú)、渺小而脆弱,但也更加動(dòng)人,超過目前天空中的任何其他天體。
我們有理由對我們的家園著迷
博學(xué)的古希臘哲學(xué)家埃拉托斯特尼曾進(jìn)行了最早有記錄的有關(guān)地球的實(shí)驗(yàn)。他通過對陰影的簡單觀察,巧妙地測量了地球周長。在埃及賽伊尼夏至的正午,他觀察了頭頂正上方的太陽,垂直的立桿沒有產(chǎn)生任何陰影。相反,同一天、同一個(gè)時(shí)間,在以北約490英里的海濱城市亞歷山大港,類似的垂直立桿產(chǎn)生了一小抹陰影,這表明,那里的太陽并不是在頭頂正上方。埃拉托斯特尼利用希臘先哲歐幾里得的幾何定理,推斷地球一定是一個(gè)球體,他計(jì)算出了這個(gè)球體的周長約為25000英里,這與現(xiàn)代計(jì)算出的赤道長度24902英里非常接近。
幾個(gè)世紀(jì)以來,無數(shù)學(xué)者不斷探索著我們的星球,他們中有一些名留青史,更多則湮沒在歷史的長河中。他們追問地球是如何形成的,它如何在天空中移動(dòng),它由什么構(gòu)成,以及它如何運(yùn)行。最重要的是,這些和科學(xué)打交道的人想知道,我們這顆動(dòng)態(tài)的星球是如何演化的,又是如何演變成為一顆充滿生命的星球的。今天,因?yàn)槲覀兝鄯e了非凡的知識,人類的科技成就已經(jīng)達(dá)到了一定高度,相比于古代先哲,我們對地球有了更深入的了解。當(dāng)然,我們尚未能認(rèn)識所有事情,但我們的理解不斷豐富,也更為深入。
自人類誕生之時(shí),我們對地球的認(rèn)識就在不斷加深,這些知識經(jīng)過幾千年的磨煉,構(gòu)建起了一種固定的認(rèn)識,這種進(jìn)步在很大程度上表明,研究地球就是研究變化。
許多觀測證據(jù)表明,地球的特質(zhì)年復(fù)一年、世世代代地在變化。在斯堪的納維亞的一些冰川湖里,沉積物有節(jié)奏地形成了層理或紋泥,展示著13000多年間粗顆粒與細(xì)顆粒的交替出現(xiàn)——這是每年春季融化時(shí)加速的侵蝕所帶來的結(jié)果。來自南極和格陵蘭的冰川鉆芯取樣,揭示了80多萬年的季節(jié)性冰雪累積。而在懷俄明州格林河頁巖中,那些紙一樣薄的沉積層則保存了100多萬年中的年度事件。每一層都疊在更古老的巖石的上方,這些巖石本身則經(jīng)歷著巨大的變化周期。
地球是一顆處于不斷變化中的星球
從地心到地殼,變化從未停歇。即使在今天,空氣、海洋和陸地仍在變化,或許是以一種與我們星球近期歷史上相匹敵的節(jié)奏在變化。如果不去關(guān)注這些紛亂的全球變化那就太愚蠢了,事實(shí)上,對許多人來說,似乎也不可能不去在意,因?yàn)槲覀兣c生俱來擁有好奇心,我們關(guān)心著自己的家園,就像古代的埃拉托斯特尼一樣。如果我們一味強(qiáng)調(diào)地球的現(xiàn)狀,而不充分利用它告訴我們的那些令人驚嘆的過去,也不關(guān)心它難以預(yù)測的充滿變動(dòng)的現(xiàn)在,以及關(guān)于我們自己和這片生存之地的未來,那同樣非常愚蠢。
我一生中的大部分時(shí)間都在試圖了解我們充滿生機(jī)、復(fù)雜而多變的家園。隨著時(shí)間推移,我的視野擴(kuò)展到地質(zhì)上更宏大的時(shí)空領(lǐng)域。從北非的沙漠到格陵蘭的冰原,從夏威夷的海岸到落基山脈的高峰,從澳大利亞大堡礁到十幾個(gè)國家的古代珊瑚礁化石,地球的自然圖書館展示了一個(gè)跨越數(shù)十億年的故事,元素、礦物、巖石和生命在這里協(xié)同演化。在地球40多億年的歷史中,礦物和生命的演化故事,即地質(zhì)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域以驚人的方式交織在了一起,直到現(xiàn)在成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
雖然古代礦物學(xué)領(lǐng)域是我們所知的一切關(guān)于地球及其歷史的絕對中心,但那時(shí)它是奇怪的靜態(tài)的,脫離了時(shí)間概念的變化。兩百多年來,對化學(xué)成分、密度、硬度、光學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)的測量一直是礦物學(xué)家賴以生存的“手藝”。這些地球上最珍貴的碎片有著豐富的歷史背景,但你很可能在尋找有關(guān)它們的年齡或后續(xù)的地質(zhì)變化的任何線索上徒勞無獲。舊的方法幾乎讓礦物脫離了它們吸引人的生命故事。
這種傳統(tǒng)觀點(diǎn)必須改變。越是研究地球豐富的巖石記錄,我們就越能看到自然世界如何一次又一次地改變自己,無論是有生命的還是無生命的世界都是如此。我們?nèi)找媪私怆p行星時(shí)間和變化的現(xiàn)實(shí),這讓我們不僅可以推測礦物最初是如何形成的,還可以推斷它們是何時(shí)形成的。
地球的故事一定要被分享
因?yàn)槲覀兊暮Q蠛痛髿庹谝泽@人的速度變化,這種速度在長久的歷史中都極為罕見。海洋正在上升,變得越來越溫暖,越來越酸性。全球降雨模式正在改變,而大氣也正變得更加動(dòng)蕩。極地冰層在消融,苔原在融化,棲息地正在改變。正如我們將在接下來的篇幅中所要探討的那樣,地球的故事是一段變化的傳奇,但在那些從前罕見的情況下,當(dāng)變化以如此驚人的速度發(fā)生時(shí),生命似乎付出了可怕的代價(jià)。如果我們要思慮周全地及時(shí)行動(dòng),我們就必須熟悉地球和它的故事。因?yàn)閺哪菑堅(jiān)?39000英里外沒有生命的世界拍下的奇妙照片中,我們可以清楚地看到,我們沒有其他家園。
根據(jù)埃拉托斯特尼和他身后成千上萬好奇的思想家的傳統(tǒng),我在這本書中是要傳達(dá)地球漫長的變化史。盡管地球看起來是那么直接和熟悉,但它充滿生機(jī)的故事包含了一系列超乎想象的轉(zhuǎn)變性事件。要真正了解你的行星家園,并理解塑造它的漫長的時(shí)光,你必須首先圍繞7個(gè)核心真理來思考。
1.地球是由循環(huán)的且正在經(jīng)歷循環(huán)的原子構(gòu)成。
2.相比于人類的時(shí)間尺度,地球極其古老。
3.地球是三維的,大多數(shù)活動(dòng)隱藏在我們看不見的地方。
4.巖石是地球歷史的記錄者。
5.地球系統(tǒng),包括巖石、海洋、大氣和生命,復(fù)雜地關(guān)聯(lián)在一起。
6.地球歷史包含長久的平靜期,中間穿插著時(shí)有發(fā)生的突然、不可逆轉(zhuǎn)的事件。
7.生命已經(jīng)改變并將持續(xù)改變著地球表面。
這些關(guān)于地球存在的概念,構(gòu)成了在浩瀚的時(shí)空史詩中原子、礦物、巖石和生命的一層又一層錯(cuò)綜復(fù)雜的故事,這些故事將在接下來的部分,在宇宙熾熱的起源和地球漫長演化的每一個(gè)階段再次出現(xiàn)。地球和生命的協(xié)同演化這種新范式貫穿于這本書的核心,這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的演化階段序列的一部分,直至追溯到大爆炸的那一刻。每個(gè)階段都引入了新的行星過程和現(xiàn)象,它們最終將一次又一次地形塑我們星球的表面,冥冥之中為我們今天所居住的奇妙世界鋪平道路。這就是地球的故事。
(原標(biāo)題:地球的故事 :一系列超乎想象的轉(zhuǎn)變性事件如何發(fā)生?)
來源:北京日報(bào)
流程編輯:u027
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